Theorem madjusmdet 33967

Description: Express the cofactor of the matrix, i.e. the entries of its adjunct matrix, using determinant of submatrices. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Aug-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
madjusmdet.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
madjusmdet.a	⊢ 𝐴 = ((1...𝑁) Mat 𝑅)
madjusmdet.d	⊢ 𝐷 = ((1...𝑁) maDet 𝑅)
madjusmdet.k	⊢ 𝐾 = ((1...𝑁) maAdju 𝑅)
madjusmdet.t	⊢ · = (.r‘𝑅)
madjusmdet.z	⊢ 𝑍 = (ℤRHom‘𝑅)
madjusmdet.e	⊢ 𝐸 = ((1...(𝑁 − 1)) maDet 𝑅)
madjusmdet.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
madjusmdet.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
madjusmdet.i	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
madjusmdet.j	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (1...𝑁))
madjusmdet.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
madjusmdet	⊢ (𝜑 → (𝐽(𝐾‘𝑀)𝐼) = ((𝑍‘(-1↑(𝐼 + 𝐽))) · (𝐸‘(𝐼(subMat1‘𝑀)𝐽))))

Proof of Theorem madjusmdet

Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑙 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		madjusmdet.b	. 2 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
2		madjusmdet.a	. 2 ⊢ 𝐴 = ((1...𝑁) Mat 𝑅)
3		madjusmdet.d	. 2 ⊢ 𝐷 = ((1...𝑁) maDet 𝑅)
4		madjusmdet.k	. 2 ⊢ 𝐾 = ((1...𝑁) maAdju 𝑅)
5		madjusmdet.t	. 2 ⊢ · = (.r‘𝑅)
6		madjusmdet.z	. 2 ⊢ 𝑍 = (ℤRHom‘𝑅)
7		madjusmdet.e	. 2 ⊢ 𝐸 = ((1...(𝑁 − 1)) maDet 𝑅)
8		madjusmdet.n	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
9		madjusmdet.r	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
10		madjusmdet.i	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
11		madjusmdet.j	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (1...𝑁))
12		madjusmdet.m	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝐵)
13		eqeq1 2739	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 = 1 ↔ 𝑖 = 1))
14		breq1 5100	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 ≤ 𝐼 ↔ 𝑖 ≤ 𝐼))
15		oveq1 7365	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 − 1) = (𝑖 − 1))
16		id 22	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝑘 = 𝑖)
17	14, 15, 16	ifbieq12d 4507	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 ≤ 𝐼, (𝑘 − 1), 𝑘) = if(𝑖 ≤ 𝐼, (𝑖 − 1), 𝑖))
18	13, 17	ifbieq2d 4505	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 = 1, 𝐼, if(𝑘 ≤ 𝐼, (𝑘 − 1), 𝑘)) = if(𝑖 = 1, 𝐼, if(𝑖 ≤ 𝐼, (𝑖 − 1), 𝑖)))
19	18	cbvmptv 5201	. 2 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑘 = 1, 𝐼, if(𝑘 ≤ 𝐼, (𝑘 − 1), 𝑘))) = (𝑖 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑖 = 1, 𝐼, if(𝑖 ≤ 𝐼, (𝑖 − 1), 𝑖)))
20		breq1 5100	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 ≤ 𝑁 ↔ 𝑖 ≤ 𝑁))
21	20, 15, 16	ifbieq12d 4507	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 ≤ 𝑁, (𝑘 − 1), 𝑘) = if(𝑖 ≤ 𝑁, (𝑖 − 1), 𝑖))
22	13, 21	ifbieq2d 4505	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 = 1, 𝑁, if(𝑘 ≤ 𝑁, (𝑘 − 1), 𝑘)) = if(𝑖 = 1, 𝑁, if(𝑖 ≤ 𝑁, (𝑖 − 1), 𝑖)))
23	22	cbvmptv 5201	. 2 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑘 = 1, 𝑁, if(𝑘 ≤ 𝑁, (𝑘 − 1), 𝑘))) = (𝑖 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑖 = 1, 𝑁, if(𝑖 ≤ 𝑁, (𝑖 − 1), 𝑖)))
24		eqeq1 2739	. . . 4 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 = 1 ↔ 𝑗 = 1))
25		breq1 5100	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 ≤ 𝐽 ↔ 𝑗 ≤ 𝐽))
26		oveq1 7365	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 − 1) = (𝑗 − 1))
27		id 22	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → 𝑙 = 𝑗)
28	25, 26, 27	ifbieq12d 4507	. . . 4 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 ≤ 𝐽, (𝑙 − 1), 𝑙) = if(𝑗 ≤ 𝐽, (𝑗 − 1), 𝑗))
29	24, 28	ifbieq2d 4505	. . 3 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 = 1, 𝐽, if(𝑙 ≤ 𝐽, (𝑙 − 1), 𝑙)) = if(𝑗 = 1, 𝐽, if(𝑗 ≤ 𝐽, (𝑗 − 1), 𝑗)))
30	29	cbvmptv 5201	. 2 ⊢ (𝑙 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑙 = 1, 𝐽, if(𝑙 ≤ 𝐽, (𝑙 − 1), 𝑙))) = (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑗 = 1, 𝐽, if(𝑗 ≤ 𝐽, (𝑗 − 1), 𝑗)))
31		breq1 5100	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 ≤ 𝑁 ↔ 𝑗 ≤ 𝑁))
32	31, 26, 27	ifbieq12d 4507	. . . 4 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 ≤ 𝑁, (𝑙 − 1), 𝑙) = if(𝑗 ≤ 𝑁, (𝑗 − 1), 𝑗))
33	24, 32	ifbieq2d 4505	. . 3 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 = 1, 𝑁, if(𝑙 ≤ 𝑁, (𝑙 − 1), 𝑙)) = if(𝑗 = 1, 𝑁, if(𝑗 ≤ 𝑁, (𝑗 − 1), 𝑗)))
34	33	cbvmptv 5201	. 2 ⊢ (𝑙 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑙 = 1, 𝑁, if(𝑙 ≤ 𝑁, (𝑙 − 1), 𝑙))) = (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑗 = 1, 𝑁, if(𝑗 ≤ 𝑁, (𝑗 − 1), 𝑗)))
35	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 19, 23, 30, 34	madjusmdetlem4 33966	1 ⊢ (𝜑 → (𝐽(𝐾‘𝑀)𝐼) = ((𝑍‘(-1↑(𝐼 + 𝐽))) · (𝐸‘(𝐼(subMat1‘𝑀)𝐽))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ifcif 4478   class class class wbr 5097   ↦ cmpt 5178  ‘cfv 6491  (class class class)co 7358  1c1 11029   + caddc 11031   ≤ cle 11169   − cmin 11366  -cneg 11367  ℕcn 12147  ...cfz 13425  ↑cexp 13986  Basecbs 17138  ._rcmulr 17180  CRingccrg 20171  ℤRHomczrh 21456   Mat cmat 22353   maDet cmdat 22530   maAdju cmadu 22578  subMat1csmat 33929

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2183  ax-ext 2707  ax-rep 5223  ax-sep 5240  ax-nul 5250  ax-pow 5309  ax-pr 5376  ax-un 7680  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-addf 11107  ax-mulf 11108

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-xor 1514  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2538  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2810  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3349  df-reu 3350  df-rab 3399  df-v 3441  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4285  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-ot 4588  df-uni 4863  df-int 4902  df-iun 4947  df-iin 4948  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-tr 5205  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-se 5577  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6258  df-ord 6319  df-on 6320  df-lim 6321  df-suc 6322  df-iota 6447  df-fun 6493  df-fn 6494  df-f 6495  df-f1 6496  df-fo 6497  df-f1o 6498  df-fv 6499  df-isom 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7622  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-supp 8103  df-tpos 8168  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-er 8635  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8838  df-en 8886  df-dom 8887  df-sdom 8888  df-fin 8889  df-fsupp 9267  df-sup 9347  df-oi 9417  df-card 9853  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12148  df-2 12210  df-3 12211  df-4 12212  df-5 12213  df-6 12214  df-7 12215  df-8 12216  df-9 12217  df-n0 12404  df-xnn0 12477  df-z 12491  df-dec 12610  df-uz 12754  df-rp 12908  df-fz 13426  df-fzo 13573  df-seq 13927  df-exp 13987  df-hash 14256  df-word 14439  df-lsw 14488  df-concat 14496  df-s1 14522  df-substr 14567  df-pfx 14597  df-splice 14675  df-reverse 14684  df-s2 14773  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17139  df-ress 17160  df-plusg 17192  df-mulr 17193  df-starv 17194  df-sca 17195  df-vsca 17196  df-ip 17197  df-tset 17198  df-ple 17199  df-ds 17201  df-unif 17202  df-hom 17203  df-cco 17204  df-0g 17363  df-gsum 17364  df-prds 17369  df-pws 17371  df-mre 17507  df-mrc 17508  df-acs 17510  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-mhm 18710  df-submnd 18711  df-efmnd 18796  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-mulg 19000  df-subg 19055  df-ghm 19144  df-gim 19190  df-cntz 19248  df-oppg 19277  df-symg 19301  df-pmtr 19373  df-psgn 19422  df-cmn 19713  df-abl 19714  df-mgp 20078  df-rng 20090  df-ur 20119  df-ring 20172  df-cring 20173  df-oppr 20275  df-dvdsr 20295  df-unit 20296  df-invr 20326  df-dvr 20339  df-rhm 20410  df-subrng 20481  df-subrg 20505  df-drng 20666  df-sra 21127  df-rgmod 21128  df-cnfld 21312  df-zring 21404  df-zrh 21460  df-dsmm 21689  df-frlm 21704  df-mat 22354  df-marrep 22504  df-subma 22523  df-mdet 22531  df-madu 22580  df-minmar1 22581  df-smat 33930

This theorem is referenced by:  mdetlap  33968